JP5616192B2 - 充填物容器反転装置 - Google Patents

Description

本願発明は、食品などの自動袋詰め包装機に使用される充填物容器反転装置に関する。さらに詳細に言えば、食品などを包装袋など包装容器に充填する際に、充填物を収容した容器を正立状態から倒立状態に反転させ、充填物を落下させて下方に配置された包装容器に充填し、その後空になった容器を容器回収ラインへ放出する充填物容器反転装置に関する。

例えば特許第３５１７００９号公報（特許文献１）或いは特許第４４７３０６０号公報（特許文献２）に示されるように、食品などの自動袋詰め包装機に使用される充填物容器反転装置が従来から知られている。

ところでこれら公報に記載された反転装置では、充填物を収容した容器を反転して充填物を容器から放出した後、その空になった容器を反転したままの状態で容器の軸線方向に沿って放出している（特許文献１図１のガイド筒８４及び回収シュート６０、特許文献２図１の容器回収ガイド６３参照）。これらの装置では、容器が容器の放出を案内するガイド部材上を滑る形となり、容器とガイド部材との間の摩擦抵抗が大きく、容器がスムーズに移動せず、ガイド部材内で容器が詰まってしまうという問題があった。また特許文献１の場合には、ガイド筒の内面に、落下する充填物の一部が付着し、それが次第に成長するために、これも容器の詰まりの原因となる。

一方で、特公平３−５６９７４号公報（特許文献３）、特開２００３−２００９０２号公報（特許文献４）に記載されている充填物容器反転装置のように、空の容器を軸方向に滑らせるのではなく、容器を横向きに倒し、ガイド部材上を容器が転がるようにして放出する形式のものもある。

しかし、特許文献３の場合、容器を放出するための容器押出し装置１１が必要になっているため、構造の複雑化及び製品のコストアップが避けられない。また、容器の反転はロータ１２の回転により行われるが、その際に容器はロータの中心位置Ｂから外周側へ移動しながら反転する。そしてその空になった容器を放出するために、ロータがさらに１８０度回転して容器を再度反転させて正立状態に戻しながら空の容器を元のロータの中心位置Ｂへ戻し、次いで次の充填物を収容した容器を容器押出し装置１１でロータの位置Ｂへ送出すと共に空の容器を排出するようになっている。従ってきわめて作業効率が悪い。

また、特許文献４では、図２に示されるように最終的には空容器を横向きに倒すが、その手前では特許文献１同様、筒状ガイド１５で空の容器をその軸方向に滑らせて放出するので、筒状ガイド内で容器が詰まるという問題がある。また、空容器が横向きに倒れるためには容器全体が筒状ガイドから抜出なければならない。すなわち、筒状ガイドの下端の放出口と空容器を横向きに倒す転倒部材との間の距離は少なくとも容器の丈の長さ以上が必要であり、落差が大きくなる。従って、容器が転倒部材に激しく衝突し、その際に発生する騒音、或いは容器の損耗、容器破片の包装袋内への混入等の問題がある。
特許第３５１７００９号公報 特許第４４７３０６０号公報 特公平３−５６９７４号公報 特開２００３−２００９０２号公報

本願は上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、簡単な構成でありながら、空になった容器の放出が確実且つスムーズに効率よく行え、さらに従来に比して騒音、容器の損耗を低減し、包装袋への異物混入を防止する充填物容器反転装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本願発明は供給コンベアと、分離ストッパと、位置決めストッパと、反転手段と、転倒部材と、放出シュートを含んでなる充填物容器反転装置を提供する。
供給コンベアは充填物を収容した複数の容器を一列にして一側終端へ搬送する。
分離ストッパは供給コンベア上の先頭から２番目の容器に当接し、該２番目以降の容器の移動を阻止する当接位置と、該当接位置から後退し、前記２番目以降の容器の移動を許容する後退位置との間で移動する。
位置決めストッパは供給コンベアの一側終端近傍に設けられ、供給コンベア上の先頭の容器に当接し、該先頭の容器の移動を阻止し、位置決めする。
反転手段は、供給コンベアの一側終端近傍に配置され、容器を保持する保持部材と、保持部材を垂直面内において略１８０度の角度範囲で往復動させる反転機構を備える。
転倒部材は、反転動作終了位置における容器の下方で、該容器の下端に近接して位置するように配置されるとともに、保持部材から解放されて下方へ落下する容器の下端の一側部分のみに当接するように構成されている。
放出シュートは転倒部材により横向きに転倒した容器を横向き状態のまま受止める受入れ部を備え、容器を横向きのまま該容器の軸心回りに回転させながら放出する。
反転手段の保持部材は位置決めストッパより上側に配置され、この保持部材は、容器の一側において容器の外周に当接する本体部と、本体部側へ向かって進退自在で、進出したときに容器の外周に本体部と反対側において当接し、本体部と協働して容器を保持する押圧部とで構成することができる。
保持部材の本体部は、容器の外周面に沿う平面視円弧状の形状を備え、容器の搬送方向前方側外周面に当接し、押圧部は、それぞれ進退自在で、進出したときに容器の搬送方向後方側外周面に当接し押圧する２つの押圧片で構成することができる。
転倒部材は二股状の水平な板状部材で構成し、反転動作を終了した後に保持部材から解放されて下方へ落下する容器は、板状部材の二股部の先端上面に当接するように構成することができる。そしてさらに、二股部の先端上面に段部が形成され、その段部に反転手段により反転させられた容器の下端の一部が嵌るようにすることができる。
シュートの受入れ部は、容器が放出される方向に延びる垂直面内において放出方向前方側が後方側より低くなる円弧状の形に形成し、該円弧の径が容器の半径より大きくなるように形成することができる。

上記のとおり、反転された容器の直下に転倒部材を、そして転倒部材に隣り合わせてわずか下方の位置に放出シュートを配置するという簡単な構成により、反転後の容器が横向きの状態で放出シュートの上へ倒れ、そのままシュート上を転がり落ちるようにすることができる。従って、容器が放出シュート上を滑動する場合と異なり、容器の放出が確実且つスムーズに効率よく行われる。また、反転後の容器と転倒部材との間の落差、転倒部材と放出シュートとの落差をわずかなものにできるので、容器が転倒部材に当接したとき、或いは放出シュート上へ倒れこむ際の衝撃はきわめて小さく、従来に比して騒音を低減し、容器の損傷、包装容器内への異物混入などを防止することができる。
反転手段の保持部材を上記のとおり本体部と押圧部とで構成し、容器を押圧部で本体部へ向けて押し付ける構成とすることにより、簡単な構成で確実に容器を保持することができる。
上記のとおり保持部材の本体部に容器の外周面に沿って当接する当接面を設けることにより、容器を容器の外周に面接触した状態で保持できるので、保持がきわめて強固なものとなり、容器を反転させる際に容器が保持部材から外れたり或いは位置がずれたりすることがない。
上記のとおり、転倒部材を二股状に形成し、その二股の先端部に段部を設け、その段部に反転させられた容器の下端の一部が嵌るようにすると、容器の転倒方向のズレを防止し、転倒する際の姿勢を安定させることができる。
上記のとおり、シュートの受入れ部を容器が放出される方向に延びる垂直面内において放出方向前方側が後方側より低くなる円弧状の形に形成し、該円弧の径を容器の半径より大きくすることにより、容器が放出シュート上を速やかに転がり落ちるようにすることができる。

本願発明の一実施の形態に係る充填物容器反転装置を示す正面図であり、充填物を収容した先頭の容器を保持部材で保持した状態を示す。 図１の充填物容器反転装置の平面図である。 図１の充填物容器反転装置の左側面図である。

以下図面を参照して本願発明の実施形態に係る充填物容器反転装置（以下「反転装置」という。）について説明する。図１は、反転装置を示す正面図、図２は平面図、図３は左側面図である

反転装置１は、包装袋など包装容器に充填する充填物を収容した容器Ｃを順次搬送する供給コンベア３（以下単に「コンベア３」という。）を備えている。コンベア3上には、図示しない前工程で充填物を内部に収容した容器Ｃが一列に連続して載置され、コンベア３の一側（図１，２において左側）終端へ向けて搬送される。符合５はコンベア３より上側で、コンベア３に沿って所定の範囲で伸び、容器Ｃを両側から案内するガイド棒である。

符合７は反転部フレームであり、図示しない反転装置のメインフレームに取付けられている。反転部フレーム７は天板８と、天板８の左右（図２において上下）の縁部から下方へ延びる左右側板９Ｌ，９Ｒと、天板８の前側（図２において左側）縁部から下方へ延びる前板１０とを備え、天板８は、コンベア３の終端側が入り込めるように後側縁部から前側へ伸びる切欠１１が形成されている。

符合１３は、コンベア３上の先頭から２番目以降の容器Ｃの移動を制限する分離ストッパであり、図２に示されるようにコンベア３を挟んで左右（図２に於いて上下）にそれぞれ設けられている。分離ストッパ１３は、反転部フレーム７の天板８上に固定された取付けブロック１４上に、容器Ｃの移動方向に対して平面視で斜めに傾けて取付けられたエアシリンダ１５と、それぞれのエアシリンダ１５のロッド１６の先端に取付けられる当接片１７とを備えている。この分離ストッパ１３は、コンベア３上の先頭から二番目以降の容器Ｃの移動を制限する。すなわち、コンベア３上の容器Ｃは一列に連続して搬送されているが、後述するように先頭の容器Ｃが位置決めストッパ２１に当接するまではエアシリンダ１５のロッド１６は後退し、当接片１７が後退位置に位置して容器Ｃの移動経路外に位置して容器Ｃの移動を妨げない。しかし、先頭の容器Ｃが後述の位置決めストッパ２１に当接してそれ以上の前進を妨げられると、ロッド１６が伸びて、当接片１７が前進して当接位置へ移動し、先頭の容器Ｃにほぼ接する形で図２に二点鎖線で示す位置まで前進してきた二番目の容器Ｃに当接し、これを実線に示す位置まで押し戻し、それ以上の前進を妨げる。３番目以降の容器Ｃも同時に押し戻され、停止させられる。この動作は、二番目の容器Ｃを先頭の容器Ｃから離して、後述する容器Ｃの反転動作を妨げないようにするためである。そして先頭の容器Ｃの反転動作が行われるとロッド１６は格納され、当接片１７が後退し、二番目以降の容器Ｃは再度コンベア３により前方へ搬送される。

符合２１は、先頭の容器Ｃを所定の位置に位置決めして停止させる位置決めストッパである。位置決めストッパ２１は、反転部フレーム７の天板８上に切欠１１を挟んで左右（図２において上下）に取付けられた脚部２２と、その上に取付けられた当接片２３とを備えている。当接片２３は容器Ｃに向い合う側に容器Ｃの外周に当接する当接面２４を備え、この当接面２４がコンベア３上に載って進んでくる先頭の容器Ｃにその下部外周面において当接し、容器Ｃの移動を阻止し、その位置に位置決めする。当接面２４は容器Ｃの半径に略等しい径の円弧状に形成されているので、停止された先頭の容器Ｃは前後方向のみでなく、左右方向でも位置がずれることがない。

符合２７は反転軸であり、一端側（図２に於いて下端側）を反転部フレーム７の左側板９Ｌの外側面に取付けられた軸支持板２８により回転可能に支持され、天板８の上側で左右方向に伸びている。反転フレーム７の右側板９Ｒの外側面にはモータ取付け板２９が取付けられ、この取付け板２９にサーボモータ３０が取付けられ、その出力軸３１はモータ取付け板２９を貫いて伸び、カップリング３２を介して反転軸２７の他端に連結されている。

符合３５は容器Ｃを保持する保持部材である。保持部材３５は本体部３６を備え、本体部３６は反転軸２７に一体回転するように取付けられた基部３７と、基部３７から図２において右側へ延びる二股部３８とを備えている。二股部３８の根元内面側には、位置決め位置に位置決めされた容器Ｃの搬送方向前側外周に当接する当接面３９が形成され、その形状は、容器Ｃの外周に沿う円弧状になっている。二股部３８の先端部側は、当接面３９が形成されている部分からさらに図２において右側へ伸び、先頭の容器Ｃからは離れている。その二つの先端部はそれぞれエアシリンダ取付け部４４となっている。

エアシリンダ取付け部４４には、それぞれ保持部材の押圧部４０を形成するエアシリンダ４１が、そのロッド４２が容器Ｃの搬送方向に対して平面視で傾いて取付けられている。ロッド４２の先端には押圧片４３がそれぞれ取付けられている。先頭の容器Ｃが位置決めストッパ２１に当接して位置決めされ、さらに本体部の当接面３９が容器Ｃに当接すると、エアシリンダ４１のロッド４２が伸長され、押圧片４３が当接面３９の略反対側で容器Ｃの外周面に当接、押圧し、本体部３６と協働して容器Ｃをしっかりと保持する。そして後述するように反転軸２７が図１において反時計方向へ略１８０度回転し、停止する。この時容器Ｃの中の充填物は下方へ放出される。この状態の容器Ｃは図２において二点鎖線で示され符号Ｃ１が付されている。次いでロッド４２が収縮し、容器Ｃ１を解放するようになっている。

符合４７は反転部フレーム７の前板１０の外面に取付けられた転倒部材であり、反転し、保持部材３５から解放された内部が空になった容器Ｃを横向きに転倒させる部材である。転倒部材４７は反転停止した容器、すなわち反転動作を終了した位置における容器の下端（開口側）より僅かに下方に、近接して位置するように配置されている。すなわちこの転倒部材は容器Ｃを横向きにするために設けるものであるので、反転して停止する容器Ｃが衝突しない程度離れていれば足り、その距離は例えば１〜２mmとするのが好ましい。転倒部材４７は前板１０に取付けられる取付け部４８と、該取付け部から平らに伸びる二股部４９とを備え、二股部４９のそれぞれの先端部において、上面側を浚って段部５０が形成されている。図に示されるように、反転して停止した容器Ｃの開口部の一部分が、二股部４９の両方の腕の内側の空スペース５１内に位置し、その部分の両端部分が段部５０に浅く嵌っている。但し、この状態では容器Ｃの下端は段部５０の底に当たってはいない。なお、段部５０は、容器Ｃの下端を受入れて容器Ｃが所定の方向へ倒れるようにガイドするものであるので、その深さは容器Ｃの下端側の僅かな丈の部分だけ受入れられる寸法で足りる。また、空きスペース５１は十分に広く、容器Ｃから下方へ放出される充填物の落下を妨げないようになっている。図示の反転停止したＣ１の状態において保持部材３５の当接片４３が後退すると、容器Ｃが解放され、わずかに下方へ落下し、図から判るとおりその開口部の片側部分において段部５０の底に当たる。すると容器Ｃは図１において符合Ｃ２の状態を経てＣ３の状態となって横向きに倒れ、後述する放出シュート５７の受入れ部５９の上へ横向きになって倒れこむこととなる。

符合５３は反転した容器Ｃの下方に位置し、容器Ｃから放出される充填物をガイドして、さらに下方で保持されている包装容器に入るようにするガイド用ホッパである。

符合５７は放出シュートであり、図示しないブラケットを介して反転部フレーム７に取付けられている。放出シュート５７は、図３において右側の水平に伸びる上部平坦部５８、それに続く左下がりの円弧状に形成された受入れ部５９、さらにそれに続く下部平坦部６０を備えている。図に示されるとおり、受入れ部５９の上部平坦部５８に近い部分が転倒部材４７のすぐ隣に位置し、反転された容器Ｃがその受入れ部５９の上側に位置している。従って、転倒部材４７により倒された容器Ｃは横向きの状態で受入れ部５９の上に倒れこみ、容器Ｃはそのまま回転しながら受入れ部５９から下部平坦部６０上を移動し、図示しない容器回収ラインへ放出される。なお受入れ部５９の上部平坦部５８に近い部分は、転倒部材４７により横向きに倒される容器Ｃが図１で符号Ｃ３で示される状態になったときに容器Ｃを受止めるような高さ位置になっているので、容器Ｃを受止める際の衝撃がきわめて少ない。なお、受入れ部５９には反転された容器Ｃの下側において切欠部６１が設けられており、容器Ｃから放出される充填物の落下を妨げないようになっている。

次に上記構成を備えた充填物容器反転装置の作用について説明する。充填物を収容した複数の容器Ｃが一列に連続した状態でコンベア３によりコンベア３の一側終端へ向けて搬送される。この時、分離ストッパ１３の当接片１７は後退しており、容器Ｃの移動の妨げとならない。そして先頭の容器Ｃが位置決めストッパ２１に当接して位置決めされると、分離ストッパ１３が作動し、ロッド１６が伸張して当接片１７が二番目の容器Ｃに当接し、二番目以降の容器Ｃを僅かの距離だけ押し戻す。これにより二番目の容器Ｃは先頭の容器Ｃから切離される。一方、保持部材３５の本体部３６の当接面３９が先頭の容器Ｃに当接し、次いで押圧部４０のエアシリンダ４１が作動し、押圧片４３が前進して容器Ｃに当接、押圧し、本体部３６と協働して容器Ｃを把持する。

次にサーボモータ３０が作動することにより反転軸２７が図１において反時計方向に略１８０度回転されて停止する。容器Ｃは倒立し、図２において符合Ｃ１で示された二点鎖線の状態となる。この反転動作により、容器Ｃに収容されていた充填物は下方へ放出され、ホッパ５３にガイドされて図示しない包装容器に充填される。一方、容器の反転動作が開始されると、適宜なタイミングで分離ストッパ１３のロッド１６が収縮し、二番目以降の容器Ｃが移動を再開し、ここで先頭になった容器Ｃが位置決めストッパ２１に当接すると、分離ストッパが再度作動して、前述の動作を行う。

容器Ｃが反転され、瞬時停止した後、保持部材３５の押圧部４０のエアシリンダ４１が作動して押圧片４３を後退させて容器Ｃを解放する。保持部材３５は反転軸２７が今度は時計方向に１８０度回転することにより、元の位置へ復帰し、位置決めストッパ２１により位置決めされている次の容器Ｃの外周に本体部３６の当接面３９が当接し、押圧部４０が作動してその容器Ｃを把持する。

一方、保持部材３５から解放された容器Ｃは前述のとおり僅かに落下して転倒部材４７に当たり、横向きに転倒され、放出シュート５７の受入れ部５９の上へ横向きに倒れ込み、その横向きのまま放出シュートの上を転がり落ち、容器回収ラインへ引き渡されることとなる。

Claims (6)

1. 充填物を収容した複数の容器を一列にして一側終端へ搬送する供給コンベアと、
   供給コンベア上の先頭から２番目の容器に当接し、該２番目以降の容器の移動を阻止する当接位置と、該当接位置から後退し、前記２番目以降の容器の移動を許容する後退位置との間で移動する分離ストッパと、
   前記供給コンベアの前記一側終端近傍に設けられ、前記供給コンベア上の先頭の容器に当接し、該先頭の容器の移動を阻止し、位置決めする位置決めストッパと、
   前記供給コンベアの前記一側終端近傍に配置され、前記容器を保持する保持部材と、前記保持部材を垂直面内において略１８０度の角度範囲で往復動させる反転機構を備える反転手段と、
   反転動作終了位置における容器の下方で、該容器の下端に近接して位置するように配置されるとともに、前記保持部材から解放されて下方へ落下する容器の下端の一側部分のみに当接するように構成された転倒部材と、
   前記転倒部材により横向きに転倒した容器を横向き状態のまま受止める受入れ部を備え、前記容器を横向きのまま該容器の軸心回りに回転させながら放出する放出シュートと、
   を備えてなることを特徴とする、充填物容器反転装置。
2. 請求項１記載の充填物容器反転装置において、前記反転手段の前記保持部材は前記位置決めストッパより上側に配置され、前記保持部材は、前記容器の一側において前記容器の外周に当接する本体部と、前記本体部側へ向かって進退自在で、進出したときに前記容器の外周に前記本体部と反対側において当接し、前記本体部と協働して前記容器を保持する押圧部とを備えていることを特徴とする、充填物容器反転装置。
3. 請求項２記載の充填物容器反転装置において、前記本体部は、前記容器の外周面に沿う平面視円弧状の形状を備え、前記容器の搬送方向前方側外周面に当接し、前記押圧部は、それぞれ進退自在で、進出したときに前記容器の搬送方向後方側外周面に当接し押圧する２つの押圧片を備えていることを特徴とする、充填物容器反転装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１に記載の充填物容器反転装置において、前記転倒部材は二股状の水平な板状部材からなり、反転動作を終了した後に前記保持部材から解放されて下方へ落下する容器は、前記板状部材の二股部の先端上面に当接することを特徴とする、充填物容器反転装置。
5. 請求項４記載の充填物容器反転装置において、前記板状部材の前記二股部の先端上面には段部が形成され、前記反転手段により反転させられた容器の下端の一部が前記段部に嵌るようになっていることを特徴とする、充填物容器反転装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１に記載の充填物容器反転装置において、前記シュートの受入れ部は、前記容器が放出される方向に延びる垂直面内において放出方向前方側が後方側より低くなる円弧状の形に形成され、該円弧の径が前記容器の半径より大きく形成されていることを特徴とする、充填物容器反転装置。

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